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[摘要]：随着我国煤矿矿井开采的深度不断增加，由于地壳运动导致的煤炭开采工作难度也在不断加大，煤炭开采的地质条件越来越复杂。煤炭掘进工作面过断层开采技术是煤炭行业的核心技术，过断层的方式要针对不同的地质环境进行具体的分析，要根据岩石受力超过其承受力时形成微隙，产生破裂形成断面层的特殊地质状态进行掘进施工，以保证煤炭开采的进度和井下开采的安全。
[关键词]：掘进 迎头过断层 技术分析
中图分类号：TE347 文献标识码：TE 文章编号：1009-914X（2012）29- 0280 -01
由于断面层两侧会产生滑动，根据滑动的方向，断层可分为正断层和逆断层。这要看断层顶板的状况，如果断层顶板较好时，不破坏顶板，而以卧底为宜；如果断层以外不宜采取，就改造断层。挑顶卧底的坡度还应该与辅助运输、皮带运输以及掘进机的使用等相协调，在保证安全生产的同时采取邊掘进边开采的技术方式，保证开采进度和拓展开采的深度和广度。用详细的科学理论作指导，准确的技术分析为依据，进行科学化的煤炭开采。强力避免由于断层冒顶形成的事故，保证在掘进施工中安全过断层。
一、分析煤矿断层分布特点
煤碳开采中面对的断层分布是一种复杂的构造地质现象，平面上常呈不规矩线状展布，并交错成网状几何体聚集，有的断层是瓦斯聚集点危险系数很高。断层的分布与形成在煤矿掘进施工中起着主导主要。为了保障正常的煤炭采集进度，对于断层和煤层异常变化，通过进行打钻探孔勘测，制定出相应的掘进方案。预测出工作面前方断层的分布，必须根据钻孔探测资料，至少留5m预测钻孔，预测孔煤孔深度小于5m，则立即停头。在施工卸压钻孔过程中，应该有地质人员跟随，确保钻孔施工到达有效的深度。如为了保障开采安全进行所需要的断层分析数据和判定所要开采的煤层厚度。如果煤层厚度小于2m，则施工一排卸压孔；若煤厚度大于2m，则施工两排卸压孔。正断层由于断层面倾斜较陡很容易发现，破碎程度不太强烈，很容易识别。逆断层的判断就需要用分形几何学的理论为煤中止裂的定量提供数据整理和分析，通过把不规矩形态的几何体聚集视为分形体，按分形几何学的方式定量求得分形体空间散布特点的主要参数，从而有用地描绘出几何体的形态。在掘进标的目的与断层走向平行或近于平行时，Δh≥5 m就可能呈现逆掩断层；α+β≤5°，Δh≥3 m也会有逆掩断层存在的可能性。若工作面断层情况较复杂，无法准确判断，则直接施工16个20m深的钻孔，允许掘进7m进行边探边掘。若顺煤层倾角方向深度达不到15m，则应至少留5m超前距离进行边探边掘。
二、煤炭掘进正断层施工方案
煤炭在工作面掘施工中遇到平移方向正断层时如果判断不准确就会造成煤炭资源浪费和开采接续紧张。正断层是断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动的断层。其特点：产状一般较缓，大多在45°以上，其中60°～70°最为带见，一般破碎程度不太强烈，断层带一般发育较窄。主要是受到拉张力和重力作用形成的。断层面倾角较陡，通常在45°以上。正断层在地形上表现显著，多形成河谷、冲沟和湖泊等。正断层与平移断层多出现于张裂性版块边界。受两期或两期以上地质构造运动影响，断层上盘相对下盘走向线斜滑。通过观察其断层面上的特征、断层两盘煤厚产状变化及伴生的小构造现象，用平移-正断层所具有的特征及发育规律，提出了工作面掘进巷道遇到平移-正断层时的预测及处理方法。
若工作面遇落差大于煤厚度的断层，采用风动钻机无法穿过岩层时，应立即停头，用液压钻机施工探煤钻孔，准确探清煤层层位，将钻孔资料及时交地质科分析。然后，根据地质预报的断层情况采取防突措施。一般，在距离煤层法距3m前，施工防突钻孔，并采集钻孔煤样进行分析，确定煤层的突出危险性。掘进工作面在断层面内掘进时，必须严格执行边探边掘措施。每次预测时，必须探测到工作面前方2m以后的煤厚：如探测煤厚度达到2m以上，必须立即停头，施工卸压钻孔。在工作面卸压钻孔、前探钻孔、预测钻孔探测到距离断层前5m，必须立即停止掘进，采取过断层措施。正断层另一盘煤上升，若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚度，则先在本盘煤层顶板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔一般为8个20m深的钻孔，再根据断层煤厚情况，施工一组卸压钻孔，钻孔控制到断层面后5～10m位置，钻孔间距按1.5～2m设计，每排3～4个孔。若断层落差小于1/2煤厚度，则直接施工16个20m深的钻孔，并进行连续预测，若预测超标，继续施工16个20m深的卸压钻孔。若断层落差大于煤厚度，则应根据巷道施工的倾角变化，施工卸压钻孔。一般，在工作面距离煤层法距3m前施工卸压钻孔，钻孔数量根据前探钻孔情况确定。施工卸压钻孔过程中，若出现顶钻、喷孔等现象，必须在该排钻孔附近增加一定数量的卸压钻孔，直至没有喷孔现象为止。取钻孔煤样测定K1值，进行△P和f值分析。
正断层煤层的厚度和煤层的走向，是确定过断层技术方案的依据。如果断层落差大，掘进施工中会出现卧底并且造成巷道煤层高冒现象。需要采用提前破顶的施工方案，在上坡进行直接过断层找煤减少掘进强度，减少物力消耗，的同时也避免了巷道顶端断层三角带冒落的危险。
正常情况下掘进过正断层用打锚索加强支护，使用交叉锁把正断层两侧的岩层拉紧加以固定，找到断层滑动平移的走向用相关的技术方法控制侧岩层体整体下滑。控制正断层的自然走势，维护掘进巷道坚固度。
三、煤炭掘进逆断层施工方案
逆断层是断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动产时状态一般较缓，大多45°以下，常见30°左右，断层带表现出强烈挤压破碎现象，断层带一般发育较宽。掘进施工技术含量要求相对正断层要求较高，危险系数也相对较大，由于地壳运动力的作用破碎现象十分严重。
煤矿在开采掘进中，遇到逆断层首先注意到断层破碎带岩石破碎松软在施工进程中带来冒顶塌落的危险。采用灌浆加固围岩的施工方案。把掘进工作面设计成半圆直壁拱形巷道高三米多，宽四米左右，工半径最好在两米面积大约十五平方的巷道。使用锚喷进行支护作业。在施工接近破碎带边缘必须缩小巷道掘进断面。用小断面注浆过断层技术，使用强固矿用工字棚架进行支护，面积最好保持在五平方米左右。过破碎带的时候用前探梁，通过撞楔前探护顶，有序进行掘进工作，采用掘进一个段位，架一道防护棚，用喷射灌浆技术进行加固，用拱形棚顶使巷道受力面加大，受力均匀，缩小围岩松动范围，用浓注浆深钻孔的方式通过逆断层破碎带，确保巷道安全。注浆孔径通常在五厘米。注浆配比通常用水玻璃、水泥和水的浆体，反复两次注浆。注浆泵的功率保持在1---5MPa。对上部围岩注浆增加抗压强度之后再为直璧注浆，提高掘进巷道的坚固度，保证生产安全。
结束语：
煤矿掘进巷道的安全延伸和拓展是煤田开采的首要问题。地壳活动周期性产生了不同的层序地层的断裂问题，复杂的地质状况下沉积形成的煤田在开采的过程中，随着复杂的气候环境和物理环境变化给煤矿开采带来一定的难度。解决掘进施工中断层问题是处理不同地质状况开拓掘进的一个典型的问题，煤矿掘进迎头过断层的技术分析是利用物理知识和地质勘探知识并结合现代采煤技术的一种科学的施工方法，值得做更进一步的探究。
参考文献：
[1] 刘栋. 煤矿掘进迎头过断层技术探讨[J].枣庄矿业集团中兴建安工程公司第三工程处，2010-NO.08：53.
[2]郭军杰，韩春晓，涂兴子.煤巷掘进过断层方法[J].焦作工学院，河南焦作， 平顶山煤业集团一矿，河南平顶山，2004-NO2：39-43.
[3]阳金知，汪书祺. 掘进工作面过断层的方法[J]. 国投新集能源股份有限公司新集一矿，安徽淮南，2003-6：66-68.
[4]王艳军，王育丰. 浅谈煤矿掘进工作面常见冒顶事故的原因及防治[J]. 潞安环能股份公司常村煤矿， 山西长治，2010-05：69-70
[关键词]：掘进 迎头过断层 技术分析
中图分类号：TE347 文献标识码：TE 文章编号：1009-914X（2012）29- 0280 -01
由于断面层两侧会产生滑动，根据滑动的方向，断层可分为正断层和逆断层。这要看断层顶板的状况，如果断层顶板较好时，不破坏顶板，而以卧底为宜；如果断层以外不宜采取，就改造断层。挑顶卧底的坡度还应该与辅助运输、皮带运输以及掘进机的使用等相协调，在保证安全生产的同时采取邊掘进边开采的技术方式，保证开采进度和拓展开采的深度和广度。用详细的科学理论作指导，准确的技术分析为依据，进行科学化的煤炭开采。强力避免由于断层冒顶形成的事故，保证在掘进施工中安全过断层。
一、分析煤矿断层分布特点
煤碳开采中面对的断层分布是一种复杂的构造地质现象，平面上常呈不规矩线状展布，并交错成网状几何体聚集，有的断层是瓦斯聚集点危险系数很高。断层的分布与形成在煤矿掘进施工中起着主导主要。为了保障正常的煤炭采集进度，对于断层和煤层异常变化，通过进行打钻探孔勘测，制定出相应的掘进方案。预测出工作面前方断层的分布，必须根据钻孔探测资料，至少留5m预测钻孔，预测孔煤孔深度小于5m，则立即停头。在施工卸压钻孔过程中，应该有地质人员跟随，确保钻孔施工到达有效的深度。如为了保障开采安全进行所需要的断层分析数据和判定所要开采的煤层厚度。如果煤层厚度小于2m，则施工一排卸压孔；若煤厚度大于2m，则施工两排卸压孔。正断层由于断层面倾斜较陡很容易发现，破碎程度不太强烈，很容易识别。逆断层的判断就需要用分形几何学的理论为煤中止裂的定量提供数据整理和分析，通过把不规矩形态的几何体聚集视为分形体，按分形几何学的方式定量求得分形体空间散布特点的主要参数，从而有用地描绘出几何体的形态。在掘进标的目的与断层走向平行或近于平行时，Δh≥5 m就可能呈现逆掩断层；α+β≤5°，Δh≥3 m也会有逆掩断层存在的可能性。若工作面断层情况较复杂，无法准确判断，则直接施工16个20m深的钻孔，允许掘进7m进行边探边掘。若顺煤层倾角方向深度达不到15m，则应至少留5m超前距离进行边探边掘。
二、煤炭掘进正断层施工方案
煤炭在工作面掘施工中遇到平移方向正断层时如果判断不准确就会造成煤炭资源浪费和开采接续紧张。正断层是断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动的断层。其特点：产状一般较缓，大多在45°以上，其中60°～70°最为带见，一般破碎程度不太强烈，断层带一般发育较窄。主要是受到拉张力和重力作用形成的。断层面倾角较陡，通常在45°以上。正断层在地形上表现显著，多形成河谷、冲沟和湖泊等。正断层与平移断层多出现于张裂性版块边界。受两期或两期以上地质构造运动影响，断层上盘相对下盘走向线斜滑。通过观察其断层面上的特征、断层两盘煤厚产状变化及伴生的小构造现象，用平移-正断层所具有的特征及发育规律，提出了工作面掘进巷道遇到平移-正断层时的预测及处理方法。
若工作面遇落差大于煤厚度的断层，采用风动钻机无法穿过岩层时，应立即停头，用液压钻机施工探煤钻孔，准确探清煤层层位，将钻孔资料及时交地质科分析。然后，根据地质预报的断层情况采取防突措施。一般，在距离煤层法距3m前，施工防突钻孔，并采集钻孔煤样进行分析，确定煤层的突出危险性。掘进工作面在断层面内掘进时，必须严格执行边探边掘措施。每次预测时，必须探测到工作面前方2m以后的煤厚：如探测煤厚度达到2m以上，必须立即停头，施工卸压钻孔。在工作面卸压钻孔、前探钻孔、预测钻孔探测到距离断层前5m，必须立即停止掘进，采取过断层措施。正断层另一盘煤上升，若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚度，则先在本盘煤层顶板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔一般为8个20m深的钻孔，再根据断层煤厚情况，施工一组卸压钻孔，钻孔控制到断层面后5～10m位置，钻孔间距按1.5～2m设计，每排3～4个孔。若断层落差小于1/2煤厚度，则直接施工16个20m深的钻孔，并进行连续预测，若预测超标，继续施工16个20m深的卸压钻孔。若断层落差大于煤厚度，则应根据巷道施工的倾角变化，施工卸压钻孔。一般，在工作面距离煤层法距3m前施工卸压钻孔，钻孔数量根据前探钻孔情况确定。施工卸压钻孔过程中，若出现顶钻、喷孔等现象，必须在该排钻孔附近增加一定数量的卸压钻孔，直至没有喷孔现象为止。取钻孔煤样测定K1值，进行△P和f值分析。
正断层煤层的厚度和煤层的走向，是确定过断层技术方案的依据。如果断层落差大，掘进施工中会出现卧底并且造成巷道煤层高冒现象。需要采用提前破顶的施工方案，在上坡进行直接过断层找煤减少掘进强度，减少物力消耗，的同时也避免了巷道顶端断层三角带冒落的危险。
正常情况下掘进过正断层用打锚索加强支护，使用交叉锁把正断层两侧的岩层拉紧加以固定，找到断层滑动平移的走向用相关的技术方法控制侧岩层体整体下滑。控制正断层的自然走势，维护掘进巷道坚固度。
三、煤炭掘进逆断层施工方案
逆断层是断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动产时状态一般较缓，大多45°以下，常见30°左右，断层带表现出强烈挤压破碎现象，断层带一般发育较宽。掘进施工技术含量要求相对正断层要求较高，危险系数也相对较大，由于地壳运动力的作用破碎现象十分严重。
煤矿在开采掘进中，遇到逆断层首先注意到断层破碎带岩石破碎松软在施工进程中带来冒顶塌落的危险。采用灌浆加固围岩的施工方案。把掘进工作面设计成半圆直壁拱形巷道高三米多，宽四米左右，工半径最好在两米面积大约十五平方的巷道。使用锚喷进行支护作业。在施工接近破碎带边缘必须缩小巷道掘进断面。用小断面注浆过断层技术，使用强固矿用工字棚架进行支护，面积最好保持在五平方米左右。过破碎带的时候用前探梁，通过撞楔前探护顶，有序进行掘进工作，采用掘进一个段位，架一道防护棚，用喷射灌浆技术进行加固，用拱形棚顶使巷道受力面加大，受力均匀，缩小围岩松动范围，用浓注浆深钻孔的方式通过逆断层破碎带，确保巷道安全。注浆孔径通常在五厘米。注浆配比通常用水玻璃、水泥和水的浆体，反复两次注浆。注浆泵的功率保持在1---5MPa。对上部围岩注浆增加抗压强度之后再为直璧注浆，提高掘进巷道的坚固度，保证生产安全。
结束语：
煤矿掘进巷道的安全延伸和拓展是煤田开采的首要问题。地壳活动周期性产生了不同的层序地层的断裂问题，复杂的地质状况下沉积形成的煤田在开采的过程中，随着复杂的气候环境和物理环境变化给煤矿开采带来一定的难度。解决掘进施工中断层问题是处理不同地质状况开拓掘进的一个典型的问题，煤矿掘进迎头过断层的技术分析是利用物理知识和地质勘探知识并结合现代采煤技术的一种科学的施工方法，值得做更进一步的探究。
参考文献：
[1] 刘栋. 煤矿掘进迎头过断层技术探讨[J].枣庄矿业集团中兴建安工程公司第三工程处，2010-NO.08：53.
[2]郭军杰，韩春晓，涂兴子.煤巷掘进过断层方法[J].焦作工学院，河南焦作， 平顶山煤业集团一矿，河南平顶山，2004-NO2：39-43.
[3]阳金知，汪书祺. 掘进工作面过断层的方法[J]. 国投新集能源股份有限公司新集一矿，安徽淮南，2003-6：66-68.
[4]王艳军，王育丰. 浅谈煤矿掘进工作面常见冒顶事故的原因及防治[J]. 潞安环能股份公司常村煤矿， 山西长治，2010-05：69-70